- 宿州一模高三物理
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相关例题：
题目：
【例题】（高三物理模拟试题）一个质量为m的物体，在平行于斜面向上的恒力F的作用下，从斜面底端A点静止开始运动，到达斜面顶端B点时，物体恰好沿斜面匀速上升。已知斜面的倾角为θ，斜面与物体间的动摩擦因数为μ，求：
（1）物体到达B点时的速度大小；
（2）物体从A到B的过程中，拉力F做的功；
（3）物体从A到B的过程中，拉力F至少做多少功才能保证物体能到达B点？
【分析】
（1）物体沿斜面向上运动时，受到重力、支持力和摩擦力三个力的作用，根据牛顿第二定律和运动学公式求解物体到达B点时的速度大小；
（2）根据动能定理求解拉力F做的功；
（3）根据动能定理列式求解拉力F至少做多少功才能保证物体能到达B点。
【解答】
（1）物体沿斜面向上运动时，受到重力、支持力和摩擦力三个力的作用，根据牛顿第二定律得：$F - mgsintheta - mu mgcostheta = mu mgcostheta$，解得$F = mgsintheta + mu mgcostheta$。根据运动学公式得：$v = sqrt{2a_{1}x} = sqrt{2(mu gcostheta + frac{mgsintheta}{F})x}$。
（2）根据动能定理得：$W_{F} - W_{f} = frac{1}{2}mv^{2}$，解得$W_{F} = frac{1}{2}mv^{2} + W_{f}$。
（3）要使物体能到达B点，则拉力至少做的功应等于克服摩擦力和重力沿斜面向下的分力之和，即$W_{F} geqslant mghsintheta + mu mgcostheta x$。解得$W_{F} geqslant frac{mghsintheta + mu mgx}{1 - mu}$。
【说明】本题考查了动能定理和牛顿第二定律的综合应用，难度适中。解题的关键是根据牛顿第二定律和运动学公式求解物体到达B点时的速度大小。
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